عنوان پایان‌نامه
ساخت ابررسانای دمای بالای پایه ۱۲۳
- دانشجو
- بهاره رحمتی
- استاد راهنما
- محمدرضا محمدی زاده
- رشته تحصیلی
- علوم و فناوری نانو - نانو فیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65837
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۳
- چکیده
- لایه های نازک Y?Ba?_2 ?Cu?_3 O_7 به روش افشانه ی داغ در دمای بالا ساخته شده اند. به منظور ساخت لایه ها، پودر نیترات های Y(?NO?_3 )_3.6H_2 O ، Ba(?NO?_3 )_2 و Cu(?NO?_3 )_2.3H_2 O در آب دیونیزه حل شدند و نهایتاً محلولی با غلظت 0.03 مولار و با نسبت اتم های Y:Ba:Cu=1:2:0.5 تهیه شد. تک بلور SrTiO_3 به عنوان زیرلایه انتخاب شد و لایه نشانی توسط دستگاه ایربراش در فاصله ی 12 سانتیمتری از زیرلایه در دماهای 850، 870، 890، 900 و ?920 انجام گرفت. پس از لایه نشانی، لایه ها در دمای ساختشان به مدت 30 دقیقه تحت شار اکسیژن قرار می گرفتند و در نهایت تا دمای ?525 سرد شدند و در این دما نیز اکسیژن دهی شدند. اثر دمای ساخت لایه بر روی دمای گذار و پهنای گذار نمونه ها مورد مطالعه قرار گرفت. در میان دماهای مختلف ساخت، دماهای 890 و ?920 با گذار فاز در دمای 92 کلوین بهترین نتیجه را در برداشتند. برای بهبود پهنای گذار، شرایط ساخت دیگری که با تغییر نرخ سرد کردن لایه ها و تغییر زمان و شرایط اکسیژن دهی اعمال شد نیز بررسی گردید. نهایتاً لایه نازک ساخته شده در دمای ?920 که به مدت 2 ساعت در دمای ?525 تحت شار اکسیژن قرار گرفته بود بهترین نتیجه را داشت به طوری که گذار فاز در این نمونه در دمای 92 کلوین آغاز و دارای پهنای گذار 5/4 درجه ای بود و همچنین رفتار آن در فاز هنجار فلز گونه بود. به منظور بررسی فاز و جهت گیری لایه، آنالیز پراش پرتو ایکس، بر روی بهترین نمونه انجام گرفت و مشاهده شد که ساختار در جهت محور c رشد کرده است. جهت بررسی ساختار ریز لایه ها، تصویر برداری SEM و AFM بر روی تعدادی از نمونه ها ی ساخته شده، انجام گرفت. کلید واژه : لایه نازک، افشانه داغ، YBCO
- Abstract
- Preparation of YBa_2 Cu_3 O_7 thin films were performed by using high temperature spray pyrolysis method. As a sourse for aerosol, a precursor solution was prepared by dissolving Y(NO_3 )_3.6H_2 O, Ba(NO_3 )_2 and Cu(NO_3 )_2.3H_2 O in de-ionised water. A starting solution with a consentration of 0.03M and a cation ratio of Y:Ba:Cu = 1:2:0.5 was used. SrTiO_3 single crystal was chosen as substrate at distance of 12cm from substrate and at temperatures 850, 870, 890, 900 and 920?. After deposition, films were maintained at their initial temperatures under oxygen flow for 30 minutes. At last, films cooled down to 525? and were oxygenated at this temperature. Effect of deposition temperature on critical temperature and the transition width were studied. Among different deposition conditions, those with temperatures equal to 890 and 920? with critical temperature of 92k led to the best result. To improve the transition width, other deposition conditions such as different cooling ratios, duration and situation of oxygenation were investigated. Finally, the thin film which was deposited at 920?, and oxygenated for 2 hours at 525?, had the best result; the phase transition at 92K and transition width of 4.5 degrees and metal like behavior at normal phase. To study phase and orientation of the film, XRD analysis was performed on the best sample. The analysis shwoed the structure is highly oriented in c axis direction. In order to fine structure of the films, AFM and SEM analysis were done on some of the samples which crarified the surfaces of films to be porous. Keywords: YBCO, thin film, spray pyrolysis
